文摘
在人机交互,视觉交互的用户体验(UX)和用户界面(UI)中扮演一个重要的角色在丰富的日常生活质量。我们研究分析的目的使用脑-机接口(BCI),可穿戴技术和功能性磁共振成像(fMRI)探索审美处理视觉神经响应UI和UX设计。具体地说,本文旨在了解neuroaesthetic处理知识、审美模型和视觉大脑研究的方式可以提高质量的当前和未来的UI和UX设计。最近的研究发现,主观评价的审美产生不同的结果,客观评估大脑研究分析。我们应用SWOT分析和研究了两种评价方法的优点和缺点。此外,我们进行了一次传统文献综述主题有关审美视觉交互处理知识的使用领域艺术治疗而言,信息可视化、网站或移动应用程序和其他互动平台。从当前的研究已经帮助我们的主要研究结果和动机的研究人员和设计师用令人信服的科学知识的大脑与事件相关的潜力,脑电图,fMRI理解审美。的关键趋势发现,许多设计师、艺术家和工程师使用艺术BCI技术在视觉交互体验。,科学方法应用于审美的人机界面进行了总结,和最新的大脑可穿戴技术的影响视觉交互设计进行了探讨。此外,当前可能的美学研究入口点,可用性,和创造力在UI和UX设计埋。 The study results have implications for the visual user experience research domain as well as for interaction industries, which produce interactive projects to improve people’s daily lives.
1。介绍
一个人性的一部分是喜欢美好的事物1]。这个概念涵盖了范围广泛的学科,包括人机交互(HCI),其中包括硬件和软件的设计和开发。人机交互涉及设计、评价和实现的交互和计算系统对人类使用和研究周围的主要现象,如行为和心理需求(2]。人机界面设计更具体的,被认为是应用程序和最终用户之间的接触界面([3),p.1402)和用户界面的担忧。
人机交互和界面设计的主要部分是用户体验(UX)和用户界面(UI)设计,neuroaesthetic和美学相关处理研究。随着技术创新的发展在全球范围内,人们开始关注用户体验,丰富他们的生活质量。用户体验(4)被定义为“一个人的认知和反应生成的使用或预期使用的产品、系统或服务。“通常,用户体验是与人类的情感、认知、喜好,反射,感情,和心理变化。
本研究的动机是帮助设计师和研究人员使用大脑科学技术理解审美视觉互动项目。这个综述的目的是提供设计挑战及其解决方案的概述和讨论问题的主观审美判断在日常设计过程和视觉交互市场。此外,本文总结了测量审美的客观方法和解决方法,科学审美视觉用户体验研究的问题。因此,目前的审查的目的是分析人类neuroaesthetic处理用户体验和用户界面设计和探索视觉交互领域的这些发展。
用户体验和用户界面设计,有一些差异和用户界面是用户体验的互动因素之一;用户体验关注整个用户体验概念或一个项目之旅,而UI有关视觉格式,如动画和颜色选择(5]。例如,创意绘画艺术治疗大脑是一种用户体验之旅(6),但网站界面美学设计是一个类型的UI设计。用户体验的范围在目前的研究重点是视觉交互体验。它涵盖了许多领域,如虚拟现实、增强现实、艺术治疗、教育、游戏设计、公共艺术、UI设计和信息可视化。这些字段强烈依赖于视觉内容和审美加工和neuroaesthetics发挥重要作用。此外,neuroaesthetics UX是更广泛的比UI;它还包含空间和时间效应、环境、虚拟空间,和社会互动,它涵盖了更多关于修辞美比早期的第一印象愿景。
视觉交互体验的关键部分,因此,neuroaesthetics可以为当前用户体验生物反馈的发展作出贡献。过去大脑研究审查报告,40%的刺激关注视觉内容,43%的刺激视觉和听觉结合起来,刺激包含音频内容的15%,和2%包含其他人7]。Neuroaesthetics被描述为一项研究调查审美的神经基质(8),它包括三个方面:“美学的认知神经科学”,“认知神经科学的艺术”和“认知神经科学的美。“然而,“美”或“审美”主要是主观的,是neuroaesthetics的一部分。结果,更多的研究人员开始研究neuroaesthetics和分析可能的方法来确定人类审美加工时感知日常互动的东西。测试视觉生物反馈对美,视觉刺激是第一个可能的方法在神经科学研究生物反馈通过与事件相关电位分析美感。视觉刺激被认为是图片或颜色刺激呈现在屏幕上,这通常是用来唤起视觉诱发电位(9),包含静态和动态刺激。许多研究人员利用视觉刺激来测试参与者的直接大脑活动:例如,P100是诱发高色彩对比10)和P200丑陋的敏感图像(11]。第二种方法使用时频和地形分析研究激活区域使用电极当用户观察视觉元素。通常,有五个乐队,α,β,θ,γ,三角洲;低θ与更好的用户体验设计,和α是活跃和美丽的图片12]。这些实验方法可以实现使用脑-机接口(bci)是通信系统,人们与外部设备只使用大脑活动[13]。第三专业方法是使用功能性磁共振成像(fMRI)来研究大脑活动时看着美丽的对象;两国岛叶皮质显示强烈的反应从脸部和道德上丑陋的条件(14]。与事件相关电位、时频和地形的方法一直专注于评估视觉审美加工和有助于用户体验和用户界面,如本文所讨论的文章。
本研究的主要意义和贡献如下:(我)通过与事件相关的潜力,总结科学审美时频,地形,功能磁共振成像技术(2)发现潜在的交互式方法刺激视觉神经,提高用户体验的质量通过艺术BCI(3)大脑的理解和掌握数据分析和技术的审美视觉互动项目(iv)审美的贡献模型的描述相关的视觉体验和用户界面设计(v)讨论的优点和缺点、局限性和SWOT(优势、劣势、机会和威胁)分析,主观和客观评估视觉互动项目
新奇的评论是,它使得neuroaesthetics之间的连接,用户体验设计和视觉交互开发未来互动的质量项目通过科学审美方法。因此,本研究有两个主要的问题。哪些方面的美学处理影响用户交互和用户界面设计?目前的研究人员使用无损大脑的神经生理学技术如何理解视觉生物反馈对用户体验和用户界面设计?以下部分探索研究回顾这些研究问题:部分2描述的方法寻找相关论文美学处理UI和UX设计。部分2.8.3描述了两个neuroaesthetic模型,自顶向下和自底向上的分析。部分3讨论了综合目前研究使用与事件相关电位(ERP),脑电图(EEG)和功能磁共振成像大脑区域分析和数据,可以帮助理解当前的审美处理的用户体验和用户界面设计和预测未来的发展。部分3.11总结所有相关研究论文,开发用户体验和用户界面设计,包括BCI范式、描述、参与者信息和仪器。它还包括SWOT分析。部分4讨论的优点和缺点,与先前的研究文献比较,适当地使用大脑的视觉交互领域的技术。部分5包含的结论。
2。方法
本文的研究方法与传统文献综述的过程。虽然系统性文献回顾被很好地定义,它不是用于我们的研究,因为系统的文学评论依赖明确的目的和目标的开始研究[15]。对于本文,我们读过很多文章和探索大脑审美和人机交互的关系,这就需要全面了解和广泛阅读的知识来确定一个有意义的话题。传统文献回顾过程是创造性的和适当的去探索一个新的主题和适合的回顾性研究中研究没有严格定义(16]。广泛的阅读后,我们使用XMind软件画一个图,发现思维导图在研究材料的关系。然而,未来人员可以使用一个系统的文献回顾探讨高质量研究基于本文的研究成果。
电子搜索研究材料在这个先进的复习进行如下:首先,我们输入关键词搜索引擎收集论文从以下(17]:IEEE探索,激飞,爱思唯尔,前沿,泰勒和弗朗西斯在线Hindawi,谷歌学术搜索,ScienceDirect。使用的关键词是“neuroaesthetic”/“审美加工”/“大脑审美信号处理”+“视觉交互”/“人机交互”/“人机界面”/“用户体验设计”/“用户界面设计”+“脑电图或ERP或功能磁共振成像。“出版年选中的是2016到2021之间。第二,我们也使用相同的关键字搜索几个目标和顶级期刊:自然出版集团,ACM事务在人机交互、计算智能和神经科学和交互性的人机研究杂志/交互。第三,我们也搜索检索论文的参考资料部分,因为一些有用的期刊文章引用相似或重要的文件在视觉交互和审美16]。整个文献综述研究进展图所示1。一些代表性论文相关美学处理,审美,和审美判断2016年以前被认为是出版,如古典美学的主题模型和neuroaesthetic理论。
2.1。美学处理Neuroaesthetics对用户体验和用户界面设计
目前的评论文章讨论了两个最相关的视觉美学模型:Chatterjee模型的神经基础的视觉美学和审美欣赏和审美的模型(18]。这两个模型是最合适的和相关的美学处理用户体验设计和清楚地表明初始,中间,和整体的审美过程设计视觉互动项目。
2.1.1。模型1:Chatterjee视觉美学的神经基础的模式
第一个模型考虑了早期视觉方面和关注用户体验设计的第一印象。视觉界面激活视觉神经元的大脑额叶枕叶。视觉艺术作品的审美体验以视觉刺激的分析开始,然后进行进一步的处理(19]。同时,注意通常是连接到额叶与认知、决策、和用户体验设计的工作记忆。相比之下,视觉注意力应用视觉处理不同聚焦子集的一个场景(20.]。它包含公开(目光注意力)和隐蔽的视觉注意力。视觉和认知注意力负责Chatterjee完成视觉过程的模型。查普曼也中间视觉定义为“连接自下而上的早期视觉的机制后,特定于任务的处理。“中间视觉降低网膜代表映射到压缩编码。中间视觉组选定的特定于任务的早期视觉组件可以反映一些首选表征领域,如UI,决定喜欢或想要的界面设计。第一个模型相关的UI设计,它涉及早期和中间视觉审美接口,使快速的反映判断的喜欢或想要的UI设计。专家和门外汉总是考虑以下初步视觉设计原则(21:功能可见性、一致性、反馈、能见度、约束和映射。模型还考虑情感反映的主要步骤,但是情感脑电图反馈目前的审查的范围。
2.1.2。模型2:模型的审美和审美判断
第二个审美模式是众所周知的,包含五个主要步骤的审美处理:感知、内隐记忆整合,明确的分类,认知掌握和评估(22]。模型还包括补充影响审美的因素,比如环境和社会互动。第二个模型是更关心的是用户体验,因为它涉及到空间或环境,体验的考虑,互动领域,等等。它包括项目的整体审美体验。它需要持续评估用户体验设计。图2总结了用户体验组件审美相关模型(模型2)(18,22]。
2.2。感知
视觉感知是关心neuro-biofeedback引起反感的设计产品,艺术作品,艺术或刺激。视觉感知是生动而详细的信息,使视觉刺激描述性的,令人信服的,和有说服力的23]。模型的审美体验,感知通常关心大小、强度、颜色刺激,亮度和饱和度(22]。最初的视觉选择遵循突出视觉对象的字段,可以被视为一个自底向上的方法24]。皮尔森(23)也描绘了自底向上的视觉感知主要影响眼睛的世界的认可。
例如,当前研究使用ERP测试美感。美感研究试图利用P100, P200 N200) P300,垂直距离感知和审美分析给养neurofeedback [25]。这项研究试图使用高——和low-attractiveness工具的古怪的过程。尤其是P200代表高阶感知过程的某些方面。P100, P200显示增强的幅度为感知极具吸引力的对象,N200延迟似乎反映了响应时间,和垂直距离显示增强的条件没有吸引力的看法。
2.3。内隐记忆的集成
用户体验和视觉美学处理依赖于一定的内隐记忆的影响。这种内隐记忆集成通常是在无意识的状态来影响一个人的情感处理。Prototypicality挑战根据内隐记忆测量集成测试,因为它取决于一个人的个人经验,评估和测试(22]。内隐记忆问题的对称和熟悉方面审美刺激测试记忆在人们的思想。这些内隐记忆集成可能与情景记忆有关,影响人的可能性,态度,和偏好对对象。
2.4。明确的分类
处理通常是影响感知者的专业和知识,和明确的分类是有意义的,可以表达。有趣的是,最近的一项研究发现,视觉生物反馈专家和外行的角度之间的不同。在一项研究中,研究人员邀请十个专家和十个门外汉来判断网页刺激在一个脑电图实验(26]。他们发现美学专家对网站评价比门外汉需要更多的时间。一个可能的原因是,美学专家的专业知识,和他们需要时间考虑评价方法和注意事项。
2.5。认知掌握
与此同时,进一步反映了生物反馈的能力和认知的后阶段掌握基于一个人的过去学习和知识。认知掌握结果通常是评估基于露出一个满意的理解成功的信心,成功的认知掌握,或模棱两可的水平的变化。“少即是多”的精神应该考虑工作量。用户体验设计过程中,一些设计者旨在捕获用户的关注和使用非常复杂的概念设计。然而,这样的产品不太有趣的终端用户,因为他们不知道,他们应该集中注意力由于认知信息处理要求的程度。人体通常提供1100万比特每秒的大脑信息处理,但意识似乎能够执行只有50位/秒(27]。因此,设计师应该把最重要的信息在用户体验设计接口。例如,研究人员透露,网站设计者只有50毫秒来捕获用户的注意力在网站设计的过程28]。因此,更多的设计师遵循简单的设计原则和设计的概念在一个易于理解的方法,因为用户不会呆很长一段时间了解接口或交互。
2.6。评价
评估阶段就完成了美学处理通过一个更复杂的过程。事实上,明确的阶段后,参与者在他们心目中已经有不同的观念。结果,研究人员总是邀请合适的参与者参与他们的研究,如门外汉、专家、工程师、艺术家和设计师。选择合适的参与者大脑数据分析和结果直接影响研究结果。进行用户交互原型或项目的评估过程,专业的测试方法,如启发式评估,可用性测试,和专家评估,。
2.7。时间,环境,和社会互动
研究发现,空间(环境)对美学处理元素有一个潜在的和深远的影响。研究人员(29日)注意到,花更多的时间看艺术品时,参与者观看它在博物馆的背景下,而不是在实验室里。研究人员也提到了“审美态度”,研究了距离和公正无私影响审美刺激(30.]。这一现象突显出空间审美因素,也会影响用户体验,情感处理,可用性测试。Herrera-Arcos等人的研究发现人们在博物馆发现β波抑制在订婚期间存在和审美转向自己喜欢的画31日]。此外,过去对用户体验的研究集中在延迟和主观经验的时间。过去的研究使用fMRI,发现频繁的延误导致更少的预期未来的互动行为,可以激活脑区如后内侧额叶皮质(32]。最新的研究发现,主观经验的时间按照感知互动时间特性和增强的用户体验设计(33]。这三个补充考虑将来可以改善用户体验互动研究和提供一个链接到neuroaesthetic分析。
这两个模型可以为下面的讨论和分析对用户体验和用户界面设计。例如,早期人类视觉与最初的审美网络有关,视觉新奇,第一印象当用户感知的UI设计。评估阶段包含用户体验质量的启发式评估用户测试。从两个模型理解审美的步骤将提供研究入口点和澄清如何参与下面的视觉美学处理交互设计过程。
2.8。用户体验和用户界面设计
2.8.1发布。创造力
视觉新鲜感涉及视觉品牌新事物,用户不希望,没有经历过34]。金的研究强调视觉新奇乐趣是一个重要的因素,兴奋,表达美学、古典美学和感知可用性当项目最初被认为。有两个字与视觉相关的新颖性、创造性和原创性。创造性和原创作品的工作,这是,首先,在很大程度上新的,原始,和独特的,第二,显示高度成功的领域(35]。创造力和创意都可以提高视觉新奇的感觉,因为人们喜欢经历高度创意项目来提高他们的“哇”意义。额叶和前额叶皮层在创造力发挥关键作用,帮助创造更多的独特的交互式产品(36]。与此同时,过去的研究已经发现,创作灵感唤起α指数高于创意精化(37]。因此,大脑状态分析可以帮助进一步了解早期的视觉新奇视觉或知觉UI和UX设计。
2.8.2。美学和可用性
在可用性测试,功能,特点,互动方法,感知可用性评估的主要因素互动的成功产品。与此同时,有两个可用性因素:内在和明显的可用性(38]。固有可用性主要集中在易用性和明显的可用性与美学。用户体验设计,可用性是指评估心理和行为经验”期间和之后使用(或行为)”和影响其他方面的经验。印象形成的另一个关键术语称为感知可用性,“使用前(或行为)”等迅速形成主观决策影响的审美判断和功能(39]。在UI设计的方面,第一印象是审美的一部分处理。大多数用户体验同时包含元素的美学和可用性测试。方面的移动应用程序,一个研究利用N200灯和垂直距离观察利用率和审美生物反馈的第一印象的移动应用程序40]。本研究利用大脑数据分析来判断产品在四维空间包含“高可用性和高美学”,“高可用性和低美学”,“低可用性和低的审美,”和“低可用性和高的审美。“研究发现N200更高的审美视觉界面和较低反应低可用性和审美。相反,低的审美可以提高垂直距离为移动应用程序。本研究的研究更关注于利用隐式评价。过去的研究促进了相信愉快的最初的审美体验产生光环效应,减轻不满意可用性问题影响整体用户体验,导致接受的设计(41]。然而,应该保持关注解决可用性问题。用户体验和UI设计与平面设计不同,因为用户体验和用户界面还需要考虑设计的逻辑思维的进步。
2.8.3。自顶向下和自底向上处理UI和UX设计
视觉感知,提到了在这两种模型,生动而详细的信息,使视觉刺激信息和有说服力的23]。这是一个过程,结合自上而下的认知和自下而上的信息接收42]。自顶向下方法,设计者应该考虑整体宏观的设计元素,如整个信息架构的设计理念。在最初的决定之后,设计师应该考虑微观方面的图标风格,设计修改、彩色增强等设计细节。相比之下,自底向上的视觉感知主要是受到世界的眼睛识别(23]。人们建造他们的世界观从他们所看到和观察。在UI和UX设计方面,自底向上的策略是主要用于一些不确定设计任务或不清楚方向。首先,设计师或研究人员发现和分类用户的需求,然后详细分析了相应的以用户为中心的设计方向。其次,设计师开始填补缺口和集成设计总体设计情况之前完成整个设计理念。设计师和研究人员关注用户行为和期望来满足用户的需求,自顶向下和自底向上的方法应该是相互补充的关系,探索综合UI和UX设计概念。
自顶向下和自底向上的方法也扮演了一定的角色选择的视觉刺激和视觉信息24]。最初的视觉选择是基于对象的显著出现在视野中。巨大的经常性反馈处理后,意志控制基于期望和目标设定偏差的视觉选择以自上而下的方式。自上而下的知识视野中的对象的非空间特性(例如,颜色,形状和亮度)无法轻易改变在最初选择优先级。大多数视觉信息已确定在最初的审美,但深刻的或有意义的内容或概念可以改变人类认知和解读。此外,有一个理想和未来人机交互的发明和创造合适的模型称为“视觉审美体验的统一模型”43]。模型结合视觉和环境刺激检测人类审美体验通过自底向上的美感和自上而下的认知美学。模型从视觉刺激和内容背景构建基本的感知和认知的思想,有利于项目评估或创建过程。图3构建了基于上述模型和涉及用户界面和用户体验设计的因素。总的来说,自顶向下和自底向上通路都是重要的方法来探索人类视觉交互行为和审美的过程。
3所示。现有的大脑研究美学处理
3.1。实验装置和可穿戴技术
在可穿戴技术领域,几家公司已经发明了相对可靠的算法来帮助用户了解他们的日常经验通过BCI设备如缪斯乐队,Neurosky Mindwave, Emotiv EPOC +。这些设备计算算法输出冥想,关注,和情感与日常交互时反射装置,平台、接口、智能车辆、和其他交互式计算机应用。Neurosky Mindwave耳机提供了冥想和关注的价值观,和Emotiv EPOC +提供了利益,兴奋,接触,压力,放松和集中值。几项研究已经使用两种设备研究视觉大脑生物反馈的用户体验。过去的研究使用脑波耳机练习冥想七个脉轮和可视化思想通过Neurosky Mindwave [44]。Antonijevic团队使用EPOC +测试用户的视觉记忆性能(45]。
可穿戴BCI技术可以使用数据从用户的大脑,帮助创造了许多互动的研究项目。这些反应和活跃的BCI项目结合艺术设计和互动项目,帮助人们使用艺术疗法,游戏设计,和教育控制(46]。例如,当前技术利用P300 BCI控制的首选游戏对象(47]。
一些研究人员使用16/32/64/128电极和功能磁共振成像来研究用户体验设计和审美生物反馈通过大脑区域分析诊所设备的水平。这个设备更先进,可以分析详细的ERP,地形、时频和脑区激活。大多数脑电图装置采用国际10 - 20系统和电极放置在10%和20%点的纬度和经度的头(48]。与此同时,过去的研究表明,功能磁共振成像可以评估人类初级视觉皮层的地形(49]。
3.2。四个脑叶
了解美学反思和视觉刺激在UI和UX的背景下,有必要了解脑叶的光学功能。大脑包含额、颞枕叶,顶叶。每个叶区域在审美中扮演着不同的角色。图4总结了相关领域审美加工;这些与未来的研究成果将被更新。
3.2.1之上。额叶
额叶包含低,中间,和优越的额叶脑回。额叶(50)与注意力机制和表达情感51]。下和中额叶脑回与知觉,认知,情感和奖励处理感情。额下回、左内侧额上回与积极的社会意义的审美判断和美丽的对象。具体地说,额下回还活跃在修辞的审美感官美和道德美。额上回与审美和认知加工。眼窝前额皮质与情感处理。在空间环境中,人们已经发现,内侧眶额皮层和前额叶皮层更健壮的激活上下文中的艺术画廊欣赏比数字计算机环境(52]。额叶和前额叶皮层发挥关键作用在创造力和有帮助的发明更独特的交互式产品(36]。额区也负责形成和操纵的画面和坐标空间和感官区域。
3.2.2。颞叶
颞叶位于中央沟与壁之间的裂缝。神经元的颞叶是针对3 d表面方向(53]。颞下回与视觉图像和对象的代表性形状,和颞回参与抽象美学处理(54]。两国颞中回和超级颞叶显示反应道德丑陋,而颞下回与视觉处理和道德善(14]。视觉神经元在大脑颞叶有不同的功能。
3.2.3。枕叶
枕骨区域主要影响最初的审美网络,如形状和颜色的感知54]。双边枕下回和右枕中回有一个更健壮的反应方面的负面的社会意义。两国枕下回尤其是既反映了丑陋的对象和消极的社会意义。张的研究小组还发现,枕中回监督的升值面部美和道德美。枕叶视觉神经元在审美更全面的处理。
3.2.4。顶叶
第四是顶叶脑叶。顶叶小叶与视觉空间的探索(54]。顶叶区域的规模也负责漂亮的脸。此外,右顶叶皮层(52]显示增加神经激活响应艺术作品或图片。过去的研究发现顶叶区域明显揭示两性审美的差异(55]。
一般来说,额叶是推理的中心。顶叶是识别的中心和刺激的感觉,视觉记忆和情感的颞叶是协会和枕叶视觉处理(56]。研究人员(57)发现,大脑中的奖赏回路系统影响审美包括腹侧纹状体、丘脑下部,眼窝前额皮质。奖励电路主要影响的情感影响用户体验设计,这决定了喜欢和想要在审美模式。
3.3。脑电图UI / UX设计和美学的贡献处理
EEG包含α、θ,β,γ和δ乐队。使用脑电图可以支持更长期的观察或比使用ERP的时代,因为它支持连续变异,所以它更适合在用户体验设计实验。Wojciech Salabun描述(58作为测量脑电活动的脑电图和状态。Azzazy等人总结了脑电图和贝尔奎瓦斯electrocortical活动提供直接测量与毫秒精度高灵敏度在唤醒信号的变化,感知和认知过程59,60]。表1总结了脑电图对美学研究的贡献处理视觉互动。
3.4。贡献的ERP用户体验/ UI设计和美学处理
与事件相关的潜在的可以检测和记录的快速响应用户的视觉,情感,和可用性测试。与事件相关电位(ERP)被定义为“一系列的电压振荡或组件从头皮记录表明大脑的电响应离散刺激事件”(71年]。通常,研究人员利用快速连续视觉唤起ERP视觉生物反馈。快速连续的视觉呈现礼物的过程在同一空间位置的序列图像的显示率高与多个刺激每秒(72年]。一些研究者应用实验的古怪的范式。oddball-paradigm刺激分为两类:目标和不属预定目标的,不属预定目标的出现比目标更频繁。古怪的范式通常包含参与者的行为反应。对于特定的视觉交互设计的研究中,一些研究人员响应美学和可用性问题后每一个视觉刺激(26,73年]。表2总结了ERP研究的贡献对可能的美学处理UI和UX设计。
3.5。贡献的fMRI初始和延迟审美
人类大脑包含关键零组件,如枕叶皮质区,处理视觉信息或从视觉刺激的输入信号。这些部分的神经机理对审美和互动视觉环境是有益的。审美与两个不同网络的激活:最初的审美网络和延迟审美网络(86年]。人们最初将观察外观,外部形态,颜色,形状,和其他的一般评估对象;这些被认为是最初的审美网络。与此同时,人类的美感也受到其他组件,如文化、价值、经验,补充知识,和社会升值。深受意识分析美意义后,延迟审美网络出现在人们心中。例如,在文本设计,在中国古代文化中,抽象艺术和具体艺术应用到中文文本。(音译)的团队(2017)的研究集中在象形文字和甲骨脚本,代表抽象的社会美和具体对象的美,分别。研究表明,人类的美感,丑陋,积极和消极情绪影响对象参数和社会价值。研究利用功能磁共振成像来记录和分析形态美和社会背景下的激活脑区积极和消极的情况。的研究有助于探索直接反映初始和延迟从人们的思想审美方面的考虑。 These data demonstrate that analyses of neuroscientists can help improve the understanding of both initial and delayed, perceptual and cognitive, aesthetic appreciation for UX improvement. UI design involves the initial aesthetic network, whereas UX design considers both initial and delayed aesthetic networks. In this context, Table3总结了初始和延迟审美对象的美,影响社会环境,文化,背景,和上下文的意义人类的大脑区域。
3.6。主观评价和大脑分析对用户体验和用户界面设计
一些研究表明,在审美喜好,主观评价和大脑之间有显著差异数据分析。例如,一个用户体验研究智能手机用户体验的主观评价和五个大脑乐队相比相对实力在用户体验上,流,沉浸,可控性,响应能力、功能,和快乐12]。它显示的意义相关的快乐与β,响应与α,用户体验与γ和浸渍和快乐θ,这表明,主观评价了一些相关性脑频段,但不是全部。在审美评价的研究中,丁的团队利用ERP测试手机产品外观视觉审美生物反馈通过N100, P200, N200灯。他们的研究没有发现相关P200和主观评价之间的关系,这意味着大脑分析可以反映更准确的视觉偏好通过电生理数据。
大多数的主观评价用户体验和用户界面设计包括启发式评估,试探性的问题,和用户测试。一个著名的启发式评估的评价模型包括十项原则87年]:(1)系统状态的可见性(2)用户控制和自由(3)错误的预防(4)系统和现实世界之间的匹配(5)一致性和标准(6)识别而不是回忆(7)使用的灵活性和效率(8)审美和极简设计(9)帮助用户识别和诊断错误和恢复(10)帮助和文档
许多互动研究实验使用这些十项原则来测试用户的评估对人机交互装置的发展和原型。这些2 d项目的评估非常有用的应用程序,但心理生理数据可能更适合用户体验或UI设计在虚拟环境中(88年]。与此同时,心理生理数据更适合快速反映大脑系统没有任何用户控制(89年]。
相比之下,专业的审美应该遵循设计原则(21),组成的给养、一致性、反馈、可见性、约束和映射。这些设计原则应用于多种互动平台,界面设计,信息可视化,以及产品设计。然而,传统的面试技术不能揭示人们的无意识状态,甚至一些用户提供可靠的答案不符合他们的意识,影响研究数据和结果的质量。丹尼尔•卡尼曼(Daniel Kahneman) (89年)确定了两个大脑过程的系统模型。系统1是快速、自动、和外部用户的控制,系统2是缓慢的,自愿的,和完全在用户的控制。神经科学脑成像可以检测人们的快速反映系统(系统1)揭示了nonvolitional定性数据需要改善视觉原型试验研究反射和人类行为研究的过程。大脑分析与启发式评估和设计原则应用于日常活动应该调查在未来人机交互研究和应用在原型开发过程。在图的图表5灵感来源于概念交互文献[90年]。图表结合大脑分析和人机交互工作流通过积累经验交互设计的实现。图描述了HCI-developing过程中潜在的BCI利用率。BCI数据类别的各种有利于提高设计理念创建、扩展,用户评价和原型开发。大脑的各种数据类别和状态分析有助于提高人机交互理念创建、扩展,用户评价和原型开发(91年]。
3.7。Neuroaesthetic和艺术BCI用户体验项目
排除实验研究研究美学处理和用户体验,许多过去和最近的项目已经开始连接neuroaesthetics和用户体验开发互动视觉装置,项目和产品。与此同时,艺术BCI可以帮助人们的大脑数据记录和理解用户的情感状态通过创造性的形式(46]。艺术的视觉交互BCI由被动、主动,被动的好像。主动和被动的bci尤其适用,因为他们控制等互动输出作品独立或非独立的外部事件通过用户的生物反馈的交互式界面。这种技术可以用来结合正念,健康福利,教育,游戏,市场推广,许多交叉学科领域。
目前,BCI可以记录用户的冥想和注意值来分析目前的精神状态。可以测试正念冥想值相应的艺术治疗的效果(44]。Neurosky公司开发一个可穿戴技术称为Mindwave耳机,和公司发明了冥想的算法。冥想算法表示的精神放松,和值范围从0到100,帮助用户了解他们内心正念的状态。相比之下,关注算法表明精神集中和熟悉和度量学习和理解与教育任务(92年]。最新的评论,描述冥想或放松状态会导致更强的θ和α和β波较弱(93年]。此外,强β节律和弱α和θ节律观察当用户在一个浓度或关注状态。关注和熟悉数据帮助管理和识别人的学习通过BCI技术有效性。
正念可以帮助人们减少压力,提高认知。念力的概念起源于佛教心理学和临床干预措施已经被很好地记录下来了94年]。医学博士乔恩·卡巴金从麻省理工学院创建了正念减压程序(95年)目标减压,改善心脏/身体/精神健康,增强免疫力。当前可穿戴BCI技术可以与正念冥想和用户数据来创建一个brain-painting艺术品。正念艺术疗法结合seven-chakra改善正念冥想效果通过数字视觉刺激技术44]。波林遗嘱(96年)划分为七个脉轮概念颜色:红色基地脉轮,orange-sacral脉轮,yellow-solar丛脉轮,绿色的心脉轮,蓝喉轮,indigo-brow脉轮,violet-crown脉轮。过去的研究使用抽象的脑电波模式来描述seven-chakra情况来帮助用户想象他们的冥想意识现状44]。抽象艺术脑电波模式加强人们的健康正念练习练习的兴趣。视觉艺术的结合,正念可以完善用户的情感和感觉。积极的情绪可以提高认知加工和提高记忆能力和决策(25]。因此,视觉刺激的结合和念力将减少人们的压力,恢复情绪,提高认知能力。本研究利用BCI结合的视觉审美和用户体验设计。
具体和抽象艺术都可以导致用户体验和用户界面研究的艺术BCI交互。抽象艺术脱离传统的物理对象(表示97年]。相比之下,具体艺术让人们直接考虑真实的东西没有制造(98年]。视觉交互来源于BCI的图形用户界面(GUI)。与数字和计算机技术的发展,视觉艺术家可以使用GUI的绘画作品连接图纸。视觉交互还产生数字创新通过BCI在抽象和具体的艺术。悉尼大学的设计实验室发明了BCI数字画布上公共艺术项目在中央公园(99年]。学生提出他们的数字绘画大师,视频和互动动画数字墙上通过输入用户的冥想,注意,三角洲,θ,α,β和γ的值。这个项目被认为是整体环境沉浸和向人们展示了数字接口上的创意。相比之下,最近的研究(One hundred.)创建了一个人机界面平台,吸引大众绘画通过自动机器和P300 ERP值。当前的可穿戴BCI技术和人机界面一直探索和演示了BCI支持人机交互,神经生理学,艺术,和计算。
一些用户体验/ UI设计人员使用的概念描述抽象的公众演讲。如果一个模棱两可的互动提出了抽象艺术理念,促进人们可能不理解抽象用户界面。在研究实验中,BCI也有助于推动抽象艺术的解释。ERP N400被用来研究理解和意义的抽象艺术背景下,研究发现,N400可以测试“相关”或“无关”的含义在抽象艺术84年]。这项研究表明,用户可以感知和链接相关的上下文通过N400数据分析与相应的抽象的艺术作品。无关上下文引发更多的负面N400振幅比有关。这一发现鼓励和激励UI / UX的设计师创造和发明更多的互动抽象艺术设施和产品。有时,抽象的内容可以给顾客留下独特的印象。
3.8。视觉记忆研究
探讨视觉记忆在UI设计,许多研究人员认为设计的功能可见性和一致性的进步。在大脑的研究,研究人员发现,腹侧和背侧通路监督对象和空间的感知在情景记忆形成,它被定义为外显记忆的特定项目或事件绑定到一个特定的时空背景下(53]。最近的用户体验研究的导航系统(101年在虚拟环境调查环境视觉刺激。用户需要识别和记忆的空间内容和结构在虚拟游戏中,学习,运动领域。背侧和腹侧通路的研究可以帮助了解大脑数据用于提高时空人机交互体验。根据康纳和Knierim,海马体也应该被认为是在本研究53]。他们说绑定对象的位置发生在海马体代表空间和时间信息,构建人类情景记忆。它监督对象空间和时空的导航系统。此外,海马组织一些里程碑和地标在人们心中,它与腹侧和背侧通路。未来BCI电极和研究实验应该把精力集中在海马体研究情景上下文反射。当前技术探索了方法与EEG信号测量同步GUI测试有意和无意记忆评价视觉记忆(102年]。
3.9。交互式信息可视化
用户体验和用户界面接收来自GUI的信息和数据,和许多设计师和艺术家开始贡献自己的创意设计信息或数据可视化界面改善用户体验设计的多次拉丝数据分析,模式动画、互动平台,虚拟现实,手指运动,等等103年,104年]。信息可视化提出了交互式可视化表示的数据增强认知,增进信息了解(105年]。它创建有意义的接口交流想法和事实数据和探索发现。
最近的研究发现,动态视觉刺激被认为是更美丽比静态的视觉刺激和视觉上赏心悦目[1]。动画视觉刺激更有趣的阅读和与一个静态的UI。动画数据或信息可视化可以提高验收和读取数据或信息的兴趣。研究发现,动画可视化可以吸引用户和促进学习106年]。此外,当前界面动画时间研究Skytskyi [107年发现最优的动画时间大约是200 - 500 ms。它表明,未来的研究可以使用动画UI改进与事件相关电位研究因为视觉刺激的持续时间在ERP实验总是小于1秒。
在最近的研究中,Nuamah团队使用脑电图分析人民额叶和顶叶区域来确定信息可视化的认知反映(108年]。他们发现内在空间的可视化(直观)任务减少认知心理工作和努力当一个空间比符号或数字或图形的条件条件。这一发现可以帮助用户体验设计的内存读取数据信息和认知效果。最新的研究还表明,使用脑电图、眼动和可视化日志显示当前和未来的可视化评价的意义(109年]。
同时,BCI数据和信息被用于健康的跨学科研究领域,游戏,教育和娱乐。信息和数据设计适用于BCI信息展示。在设计BCI医疗信息时,有人建议,深思熟虑的设计应该遵循规则和明确的110年]。行动的规则产生特定的特征或模式,鼓励道德、身体、心理发展在一个特定的方向。信息的视觉刺激设计应该可以接受的和令人信服的。
在其他互动领域,象形符号已成为系统的重要组件。这些符号用于指示信息的人通过视觉设计提示。象形文字的符号出现在人们的日常交往中:在移动应用程序中,web页面、互动游戏设施,购物中心导航系统,等等。直观和清晰的图标设计让人们快速理解自己的交互界面和导航的意义。更具体地说,颜色的使用是广泛应用于用户的交互。BCI研究[10)报道,颜色选择可以在象形文字的设计起着关键作用。P100非常敏感(蓝白)偏好的颜色组合,提高水平的易读性。P300的注意力和反应时间可以测试图标设计的易读性,和更短的图标显示时间的平均振幅明显高于时间图标显示时间。大脑研究有助于颜色和易读性环境设计中象形符号在日常应用。
颜色也与人们的情感,成为设计师的灵感来创建一个颜色交互式安装完善人民日报的感情。环境BCI色彩设计应该关注用户的情绪,考虑艺术的使用模式来改善人们的日常环境。研究发现,颜色和情绪的结合导致了更高的分类精度和诱发较强的P300和N400反射比灰色的脸模式和颜色球模式(111年]。这项研究表明,情感,有意义的模式和颜色可以提高人们的视觉印象,唤起更高ERP的价值观。
当前数据可视化UI也是用户体验的一部分,在未来的研究发展。专业数据可视化的书将信息分为数据过程中,数据块,数据,数据记录,数据网络,数据映射和数据美学(112年),可以改善用户体验和用户界面设计在许多跨学科的数据类别。未来neuroaesthetic研究对用户体验和用户界面改进信息可视化可以参考,从数据流获得灵感书理解数据,进一步通过脑电图和ERP分析美学处理改善。
3.10。脑损伤条件下对用户体验的影响和UI设计
许多研究人员招募参与者加入他们的大脑、眼睛测试实验。然而,在表的条件4测试用户交互时应考虑在用户体验和用户界面设计,利用美学处理和视觉生物反馈。这个总结的大脑损伤条件下可以激励用户体验设计师发明更多的互动装置或产品帮助视力受损的人理解这个世界。例如,当前的研究利用visual-to-auditory感官替代设备将视觉信息转化为听觉信息(113年],Mymemory移动内存应用帮助人们与创伤性脑损伤(114年]。表4总结脑损伤条件下影响审美和用户体验和用户界面设计。
3.11。全面的总结当前的趋势和机会的UI,用户体验和审美处理
一些环境因素不直接相关的人机交互但适合考虑未来的用户体验设计在人机安装。表5总结了最近的研究导致了UI和UX设计。
表5总结了UI和UX视觉刺激大脑研究/内容相关。按字母顺序表命令基于视觉刺激/内容。通过了解表5,研究人员可以了解当前和未来的研究发展。
回顾当前的大脑区域后分析美学处理,很明显,研究人员使用不同类型的视觉刺激(接口、交互式产品形状、动画、信息可视化,等等)和大脑神经生理学方法分析审美生物反馈的UI,用户体验,交互输出。表的SWOT分析6描述大脑研究美学处理导致用户体验和用户界面的设计,这是总结根据SWOT的神经生理学研究[151年]。
4所示。讨论
进行本文的主要原因是缺乏研究审查有关大脑的审美视觉交互对用户体验设计的处理。我们的论文有助于更好的理解方面的研究人员和设计师可以使用脑电图和功能磁共振成像分析审美在用户界面和用户体验设计通过ERP、时频,地形和功能磁共振成像数据分析。在这项研究中,研究结果和结果表明,每一个ERP振幅可能导致视觉交互,项目,和分析。时频的激活或灭活状态,地形,功能磁共振成像可以提供的理解用户的审美视觉接口上的生物反馈。最后,许多设计师和工程师开始脑电图数据导入到日常视觉交互的应用程序。
4.1。优点和缺点
客观评价都有一些基本的优点和缺点在开发视觉交互设计。审美的客观评估的主要优势是令人信服的,支持的科学知识。客观评价覆盖用户的无意识状态没有任何用户控制。它连接到视觉神经学人类生理的发展和演变。回顾性研究的优点也可以支持大脑的情感系统开发当前和未来的智能视觉交互系统。除了在SWOT分析描述的局限性和缺点,最近客观评价的主要缺点是很难在审美偏好使用开放式的问题。所有的视觉刺激报道被研究人员和设计师的设计限制的方式。在这个时候,应该被包括在研究主观评价。用户体验研究员应该调查,问开放式的问题,开发一个界面设计和优先方向通过记录参与者的答案。是合理结合主观和客观评估未来的视觉交互用户体验研究。
4.2。视觉和情感取向
最近,审查的研究主要集中在情感和脑电图研究之间的关系(7,17]。他们讨论价和激励如何影响用户体验质量,总结相应的激活脑区愤怒,厌恶,恐惧,快乐,悲伤。同时,emotion-related研究可穿戴Emotiv EPOC +耳机用来理解用户体验过程中情绪状态。此外,一个有趣的评论研究类似的结果从脑电图和肌电图研究用户体验研究16]。专业研究讨论的工作情感生物反馈的游戏环境,可用性测试,通过脑电图的研究和应用。它也讨论了可穿戴技术在游戏环境和情感脑电图数据和信息收集。然而,这些研究没有提到审美视觉用户体验设计。关键的区别从我们回顾性研究是我们研究显示一个明确的审美视觉交互研究处理的影响。我们的研究创造了一个新的审美之间的连接,大脑数据分析和可视化交互设计,这有助于研究人员和设计师使用科学审美判断日常互动产品或界面设计。此外,本文认为可穿戴的方式脑电图耳机可以增强可视化交互式用户体验在人们的日常生活,如大脑绘画和视觉记忆的研究。大脑研究讨论了输入/输出数据在日常互动艺术治疗平台。通过主动或被动的BCI数据输入/输出,人们可以直观地与智能系统进行交互,增强用户体验设计。与此同时,我们的研究可以支持emotion-related应用和日常BCI交互式应用程序允许更多的用户接受。 Past research stated that positive emotions improve cognitive processing, visual sensory perception, attentional resources, memory ability, and decision-making [25]。我们的研究结果可以帮助研究人员结合视觉和情感研究方向的视觉交互和用户体验市场。两个提到的审美模型可以结合视觉和情感取向为未来的用户体验研究。
4.3。适当使用大脑的技术在视觉互动
在本文中,研究人员建议ERP,脑电图,功能磁共振成像来测量审美的日常互动项目。首先,研究人员可以使用ERP的图片刺激或短片(1 - 2秒),观察快速视觉生物反馈对这些视觉刺激,比如视觉动画和网站用户界面(26]。第二,研究人员可以利用时频观察更长一段用户交互行为和大脑比较这些数据与rest-mind状态(152年]。第三,地形、功能磁共振成像可以检测或高或低激活特定的大脑区域。过去的研究发现,相对实力的脑电图分析(δθ,α、β和γ)是非常有用的在分析激活的大脑区域在智能手机的用户体验(12]。第四,研究人员可以允许参与者使用可穿戴的耳机来记录数据在实验室31日]。与此同时,艺术主动或被动的BCI可以导入用户的脑电图数据和创造性的形式在视觉交互的应用程序。这些发明可以提高最初的用户体验质量,如大脑专注绘画(44]。最后,未来的研究人员和设计师可以合并计算智能(机器学习,深入学习,等等)和大脑神经科学技术来区分图像视觉界面。例如,描述的相关评论,给计算网络措施支持向量机和使用P300-based脑网络分析可以提高分类精度的视觉刺激118年]。通过适当的大脑分析数据,研究人员可以提高更多的互动平台。
4.4。限制
价格的主要心理生理测量的局限性,复杂性、环境考虑,设备格式、时间消耗,数据依赖,身体动作,噪音干扰,和知识积累也应该被认为是(16]在这种视觉生理实验执行之前用户体验研究领域。
我们的研究还发现,使用大脑客观评估带来了困难,探索开放的提问用户的评估视觉交互上下文。用户的通信和对审美观点是有限的实验心理学资源和过程。此外,由于生理学实验的高成本和复杂的数据分析过程与实验涉及主观评价相比,参与者的数量必须始终考虑脑电图和功能磁共振成像实验。
最后,本研究的局限性是缺乏分析连接审美和情感。研究侧重于视觉交互和用户体验和用户界面设计,不包含其他感官交互。因此,该研究的局限性在于,它只关注大脑科学数据分析,和未来的研究还应该包括详细的分析组合其他心理测量研究的审美判断,例如,使用一个眼动跟踪。
5。结论
在本文中,我们描述了使用脑电图和功能磁共振成像的方法来分析审美视觉交互的用户体验研究的处理。许多研究人员分析了大脑数据获取neuroaesthetic生物反馈对用户体验设计的网站,移动应用程序接口,艺术疗法,大脑绘画、车辆人机界面、虚拟或现实增强技术,信息可视化,等等。研究至关重要的是,它总结了相应的与事件相关电位和脑区激活当感知的视觉互动项目。另一个关键点是激励人们应用艺术BCI应用在日常视觉互动体验。设计师和工程师可以结合创意和发明更积极的BCI交互式应用程序逻辑的想法。理解审美模型将澄清适当的方法分析美学和可用性的视觉交互开发过程。因此,研究利益的研究人员,设计师,工程师使用大脑科学研究结果支持审美偏好。此外,本文鼓励用户体验和用户界面研究人员结合主观和客观评估展示研究结果为适当的交互环境。审查的影响主要是视觉交互的用户体验研究领域和想要追求一个更好的审美的用户的用户体验,丰富他们的生活质量。总之,本文提供了一个有用的评论更新当前的审美研究,模型,脑电图,和功能磁共振成像在视觉交互区域; these offer a new neural aesthetic research base for future user experience research.
数据可用性
没有数据被用来支持本研究。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者要感谢他们的博士导师,顾教授(博士),引导他写评论文章。此外,李教授Hongde博士推荐特定的写作方法写一个合格的评论文章。提供的鼓励和指导他们大大提高这篇评论。作者要感谢上海交通大学设计学院的综述研究的帮助。这项研究得到了国家自然科学基金(批准号71802132)。